(57)【要約】  マルチメディアシステムは、左チャネル信号および右チャネル信号を放射するために少なくとも第1の対のサテライトスピーカを含み、サテライトスピーカは、第1の下側カットオフ周波数を有する。スピーカシステムは、第1の上側カットオフ周波数を有する別個のサブウーファも含む。第1の下側カットオフ周波数は、第1の上側カットオフ周波数よりも周波数が高い。スピーカシステムは、中央スピーカアレイも含む。中央スピーカアレイは、センタチャネル信号を放射し、第1の下側カットオフ周波数と第1の上側カットオフ周波数との間の周波数範囲内の左チャネル信号および右チャネル信号を一方向に放射もする。マルチチャネルスピーカシステムは、サラウンドチャネル信号の再生のために追加のサテライトスピーカを組み込んでもよい。
2019531649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチメディアシステムであって、
前記マルチメディアシステムの少なくとも1つのメディア入力および少なくとも1つのメディア出力を管理し、オーディオコンテンツを複数のオーディオデバイスに提供するように構成されるコンソールと、
前記コンソールに結合される第1の全方向性サテライトおよび第2の全方向性サテライトであって、各サテライトは、筐体を備え、
前記第1のサテライトは、聴取エリアの第1の領域内に置くために、および第1の周波数範囲内の第1のチャネルからのオーディオ信号を再生するように構成され、前記第1の周波数範囲は、第1のカットオフ周波数を上回り、
前記第2のサテライトは、前記聴取エリアの第2の領域内に置くために、および前記第1の周波数範囲内の第2のチャネルからのオーディオ信号を再生するように構成される、
第1の全方向性サテライトおよび第2の全方向性サテライトと、
前記コンソールに結合され、筐体を備え、前記第1のサテライトと前記第2のサテライトとの間に実質的に位置する前記聴取エリアの第3の領域内に置くために構成される中央スピーカアレイであって、
前記中央スピーカアレイは、第2の周波数範囲内の前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルからのオーディオ信号を再生するように構成される複数のオーディオ変換器をさらに備え、前記第2の周波数範囲は、ほぼ第2のクロスオーバ周波数を上回り、かつ、ほぼ前記第1のクロスオーバ周波数を下回り、
さらに、前記中央スピーカアレイは、前記第2の周波数範囲内の前記第1のチャネル信号を前記中央スピーカアレイの概略位置の左に放射し、前記第2の周波数範囲内の前記第2のチャネル信号を前記中央スピーカアレイの前記概略位置の右に放射し、
前記中央スピーカアレイは、前記第1の周波数範囲および前記第2の周波数範囲内の第3のチャネルからのオーディオ信号を再生するようにさらに構成される、中央スピーカアレイと
を備える、マルチメディアシステム。
【請求項２】
前記マルチメディアスピーカシステムは、ほぼ前記第2のクロスオーバ周波数を下回る第4の周波数範囲内のオーディオ信号を再生するために前記コンソールに結合される全方向性バスモジュールをさらに備える、請求項1に記載のマルチメディアスピーカシステム。
【請求項３】
前記中央スピーカアレイ筐体は、約350立方センチメートル未満の全音響容積を規定し、前記第1のサテライトスピーカおよび前記第2のサテライトスピーカのための前記筐体はそれぞれ、約150立方センチメートル未満の全音響容積を規定する、請求項1に記載のマルチメディアスピーカシステム。
【請求項４】
前記中央スピーカアレイは、第1の対の電気音響変換器および第2の対の電気音響変換器をさらに備え、前記中央スピーカアレイ筐体は、第1および第2の音響エンクロージャに分けられ、前記第1の対の電気音響変換器の各々の後側は、前記第1の音響エンクロージャに結合され、前記第2の対の電気音響変換器の各々の後側は、前記第2の音響エンクロージャに結合される、請求項1に記載のマルチメディアスピーカシステム。
【請求項５】
前記第1の音響エンクロージャおよび前記第2の音響エンクロージャは、導波管である、請求項4に記載のマルチメディアスピーカシステム。
【請求項６】
前記第1のカットオフ周波数は、前記第2のカットオフ周波数をおよそ2オクターブ上回る、請求項1に記載のマルチメディアスピーカシステム。
【請求項７】
前記第1のカットオフ周波数は、およそ400Hzである、請求項6に記載のマルチメディアスピーカシステム。
【請求項８】
前記第1のカットオフ周波数は、前記第2のカットオフ周波数をおよそ1オクターブ上回る、請求項1に記載のマルチメディアスピーカシステム。
【請求項９】
前記第1のカットオフ周波数は、およそ400Hzである、請求項8に記載のマルチメディアスピーカシステム。
【請求項１０】
前記第2のカットオフ周波数は、およそ225Hzである、請求項1に記載のマルチメディアスピーカシステム。
【請求項１１】
前記第1の周波数範囲は、約225Hzから約400Hzに及ぶ、請求項1に記載のマルチメディアスピーカシステム。
【請求項１２】
前記第1のサテライトスピーカおよび前記第2のサテライトスピーカは、少なくとも約400Hzから約2kHzの間の周波数範囲にわたって全方向に音を放射する、請求項1に記載のマルチメディアスピーカシステム。
【請求項１３】
前記第1のサテライトスピーカおよび前記第2のサテライトスピーカは、少なくとも約400Hzから約4kHzの間の周波数範囲にわたって全方向に音を放射する、請求項1に記載のマルチメディアスピーカシステム。
【請求項１４】
前記第1のサテライトスピーカおよび前記第2のサテライトスピーカは、少なくとも約400Hzから約8kHzの間の周波数範囲にわたって全方向に音を放射する、請求項1に記載のマルチメディアスピーカシステム。
【請求項１５】
前記コンソールに結合される第3の全方向性サテライトおよび第4の全方向性サテライトをさらに備え、前記第3の全方向性サテライトおよび前記第4の全方向性サテライトスピーカの各々は、約200立方センチメートル未満の全音響容積を規定する筐体を備え、前記第3の全方向性サテライトスピーカは、聴取エリアの第4の領域内に置くために、および前記第1の周波数範囲内の第4のチャネルからのオーディオ信号を再生するように構成され、前記第4の全方向性サテライトスピーカは、前記聴取エリアの第5の領域内に置くために、および前記第1の周波数範囲内の第5のチャネルからのオーディオ信号を再生するように構成される、請求項1に記載のマルチメディアスピーカシステム。
【請求項１６】
マルチメディアシステムであって、
第1の筐体を備える第1の全方向性サテライトスピーカであって、
前記第1のサテライトは、第1の周波数範囲内の第1のチャネルからのオーディオ信号の再生のために聴取エリアの第1の領域内に置くために構成され、前記第1の周波数範囲は、第1のカットオフ周波数を上回る、第1の全方向性サテライトスピーカと、
第2の筐体を備える第2の全方向性サテライトスピーカであって、
前記第2のサテライトは、前記第1の周波数範囲内の第2のチャネルからのオーディオ信号の再生のために前記聴取エリアの第2の領域内に置くために構成される、第2の全方向性サテライトスピーカと、
第3の筐体を備える中央スピーカアレイであって、前記中央スピーカアレイは、前記第1のサテライトと前記第2のサテライトとの間に実質的に位置する前記聴取エリアの第3の領域内に置くために構成され、
前記中央スピーカアレイは、第2の周波数範囲内の前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルからのオーディオ信号を再生するように構成される複数のオーディオ変換器を備え、前記第2の周波数範囲は、ほぼ第2のクロスオーバ周波数を上回り、かつ、ほぼ前記第1のクロスオーバ周波数を下回り、
前記中央スピーカアレイは、前記第2の周波数範囲内の前記第1のチャネル信号を前記中央スピーカアレイの概略位置の左に放射し、前記第2の周波数範囲内の前記第2のチャネル信号を前記中央スピーカアレイの前記概略位置の右に放射し、
前記中央スピーカアレイは、前記第1の周波数範囲および前記第2の周波数範囲内の第3のチャネルからのオーディオ信号を再生するようにさらに構成され、
前記中央スピーカアレイは、前記マルチメディアシステムの複数のメディア入力およびメディア出力を管理し、オーディオコンテンツを複数のオーディオデバイスに提供するように構成される電気回路構成をさらに備える、中央スピーカアレイと
を備える、マルチメディアシステム。
【請求項１７】
前記マルチメディアスピーカシステムは、ほぼ前記第2のクロスオーバ周波数を下回る第4の周波数範囲内のオーディオ信号を再生するために前記中央スピーカアレイ筐体に結合される全方向性バスモジュールをさらに備える、請求項16に記載のマルチメディアスピーカシステム。
【請求項１８】
前記第3の筐体は、約350立方センチメートル未満の全音響容積を規定し、前記第1の筐体および前記第2の筐体はそれぞれ、約200立方センチメートル未満の全音響容積を規定する、請求項16に記載のマルチメディアスピーカシステム。
【請求項１９】
オーディオを提供し、メディア入力およびメディア出力を管理するための方法であって、
コンソールによって、マルチメディアシステムの複数のメディア入力およびメディア出力を管理し、前記コンソールによって、オーディオコンテンツを複数のオーディオデバイスに提供するステップと、
前記コンソールに結合される第1の全方向性サテライトスピーカを聴取エリアの第1の領域内に置くステップであって、前記第1の全方向性サテライトスピーカは、第1の筐体を備え、前記第1の全方向性サテライトスピーカは、第1の周波数範囲内の第1のチャネルからのオーディオ信号を再生するために構成され、前記第1の周波数範囲は、第1のカットオフ周波数を上回る、ステップと、
前記コンソールに結合される第2の全方向性サテライトスピーカを前記聴取エリアの第2の領域内に置くステップであって、前記第2の全方向性サテライトスピーカは、第2の筐体を備え、前記第2の全方向性サテライトスピーカは、前記第1の周波数範囲内の第2のチャネルからのオーディオ信号を再生するために構成される、ステップと、
前記コンソールに結合される中央スピーカアレイを前記第1のサテライトと前記第2のサテライトとの間に実質的に位置する前記聴取エリアの第3の領域に置くステップであって、前記中央スピーカアレイは、複数の電気音響変換器および第3の筐体を備える、ステップと、
前記中央スピーカアレイによって、第2の周波数範囲内の前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルからのオーディオ信号を再生するステップであって、前記第2の周波数範囲は、ほぼ第2のクロスオーバ周波数を上回り、かつ、ほぼ前記第1のクロスオーバ周波数を下回る、ステップと、
前記中央スピーカアレイによって、前記第2の周波数範囲内の前記第1のチャネル信号を前記中央スピーカアレイの概略位置の左に放射し、前記中央スピーカアレイによって、前記第2の周波数範囲内の前記第2のチャネル信号を前記中央スピーカアレイの前記概略位置の右に放射するステップと、
前記中央スピーカアレイによって、前記第1の周波数範囲および前記第2の周波数範囲内の第3のチャネルからのオーディオ信号を放射するステップと、
前記コンソールに結合される全方向性バスモジュールによって、ほぼ前記第2のクロスオーバ周波数を下回る第4の周波数範囲内のオーディオ信号を再生するステップと
を含む、オーディオを提供し、メディア入力およびメディア出力を管理するための方法。
【請求項２０】
前記第3の筐体は、約350立方センチメートル未満の全音響容積を規定し、前記第1の筐体および前記第2の筐体はそれぞれ、約200立方センチメートル未満の全音響容積を規定する、請求項19に記載のオーディオを提供し、メディア入力およびメディア出力を管理するための方法。
【請求項２１】
前記中央スピーカアレイは、第1の対の電気音響変換器および第2の対の電気音響変換器をさらに備え、前記第3の筐体は、第1の音響エンクロージャおよび第2の音響エンクロージャに分けられ、前記第1の対の電気音響変換器の各々の後側は、前記第1の音響エンクロージャに結合され、前記第2の対の電気音響変換器の各々の後側は、前記第2の音響エンクロージャに結合される、請求項19に記載のオーディオを提供し、メディア入力およびメディア出力を管理するための方法。
【請求項２２】
前記第1の音響エンクロージャおよび前記第2の音響エンクロージャは、導波管である、請求項21に記載のオーディオを提供し、メディア入力およびメディア出力を管理するための方法。
【請求項２３】
前記第1のカットオフ周波数は、前記第2のカットオフ周波数をおよそ2オクターブ上回る、請求項19に記載のオーディオを提供し、メディア入力およびメディア出力を管理するための方法。
【請求項２４】
前記第1のカットオフ周波数は、およそ400Hzである、請求項23に記載のオーディオを提供し、メディア入力およびメディア出力を管理するための方法。
【請求項２５】
前記第1のカットオフ周波数は、前記第2のカットオフ周波数をおよそ1オクターブ上回る、請求項19に記載のオーディオを提供し、メディア入力およびメディア出力を管理するための方法。
【請求項２６】
前記第1のカットオフ周波数は、およそ400Hzである、請求項25に記載のオーディオを提供し、メディア入力およびメディア出力を管理するための方法。
【請求項２７】
前記第2のカットオフ周波数は、およそ225Hzである、請求項19に記載のオーディオを提供し、メディア入力およびメディア出力を管理するための方法。
【請求項２８】
前記第1の周波数範囲は、約225Hzから約400Hzに及ぶ、請求項19に記載のオーディオを提供し、メディア入力およびメディア出力を管理するための方法。
【請求項２９】
前記第1のサテライトスピーカおよび前記第2のサテライトスピーカは、少なくとも約400Hzから約8kHzの間の周波数範囲にわたって全方向に音を放射する、請求項19に記載のオーディオを提供し、メディア入力およびメディア出力を管理するための方法。
【請求項３０】
前記マルチメディアスピーカシステムは、前記コンソールに結合される第3の全方向性サテライトおよび第4の全方向性サテライトをさらに備え、前記第3の全方向性サテライトスピーカおよび前記第4の全方向性サテライトスピーカは、第4の筐体および第5の筐体を備え、前記第4の筐体および前記第5の筐体の各々は、約200立方センチメートル未満の全音響容積を規定し、前記方法は、
前記第3の全方向性サテライトスピーカを聴取エリアの第4の領域内に置くステップと、
前記第3の全方向性サテライトスピーカによって、前記第1の周波数範囲内の第4のチャネルからのオーディオ信号を再生するステップと、
前記第4の全方向性サテライトスピーカを前記聴取エリアの第5の領域内に置くステップと、
前記第4の全方向性サテライトスピーカによって、前記第1の周波数範囲内の第5のチャネルからのオーディオ信号を再生するステップと
をさらに含む、請求項19に記載のオーディオを提供し、メディア入力およびメディア出力を管理するための方法。
【請求項３１】
オーディオを提供し、メディア入力およびメディア出力を管理するための方法であって、
コンソールによって、マルチメディアシステムの少なくとも1つのメディア入力および少なくとも1つのメディア出力を管理し、前記コンソールによって、オーディオコンテンツを複数のオーディオデバイスに提供するステップと、
前記コンソールに結合される第1の全方向性サテライトスピーカによって、第1の周波数範囲内の第1のチャネルからのオーディオ信号を再生するステップであって、前記第1の周波数範囲は、第1のカットオフ周波数を上回り、前記第1の全方向性サテライトスピーカは、聴取エリアの第1の領域内に置くために構築され、および配置され、前記第1の全方向性サテライトスピーカは、第1の筐体を備える、ステップと、
前記コンソールに結合される第2の全方向性サテライトスピーカによって、前記第1の周波数範囲内の第2のチャネルからのオーディオ信号を再生するステップであって、前記第2の全方向性サテライトスピーカは、聴取エリアの第2の領域内に置くために構築され、および配置され、前記第2の全方向性サテライトスピーカは、第2の筐体を備える、ステップと、
前記コンソールに結合される中央スピーカアレイによって、第2の周波数範囲内の前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルからのオーディオ信号を再生するステップであって、前記第2の周波数範囲は、ほぼ第2のクロスオーバ周波数を上回り、かつ、ほぼ前記第1のクロスオーバ周波数を下回り、前記中央スピーカアレイは、聴取エリアの第3の領域内に置くために構築され、および配置され、前記第3の領域は、前記第1の領域と前記第2の領域との間に実質的に位置し、前記中央スピーカアレイは、複数の電気音響変換器および第3の筐体を備える、ステップと、
前記中央スピーカアレイによって、前記第2の周波数範囲内の前記再生される第1のチャネル信号を前記中央スピーカアレイの概略位置の左に放射し、前記中央スピーカアレイによって、前記第2の周波数範囲内の前記再生される第2のチャネル信号を前記中央スピーカアレイの前記概略位置の右に放射するステップと、
前記中央スピーカアレイによって、前記第1の周波数範囲および前記第2の周波数範囲内の第3のチャネルからのオーディオ信号を再生するステップと、
前記中央スピーカアレイによって、前記第3のチャネル信号の前記再生される周波数範囲の少なくとも一部分にわたって全方向に前記再生される第3のチャネル信号を放射するステップと、
前記コンソールに結合される全方向性バスモジュールによって、ほぼ前記第2のクロスオーバ周波数を下回る第4の周波数範囲内のオーディオ信号を再生するステップと
を含む、オーディオを提供し、メディア入力およびメディア出力を管理するための方法。
【請求項３２】
前記第3の筐体は、約350立方センチメートル未満の全音響容積を規定し、前記第1の筐体および前記第2の筐体はそれぞれ、約200立方センチメートル未満の全音響容積を規定する、請求項31に記載のオーディオを提供し、メディア入力およびメディア出力を管理するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、マルチチャネルオーディオ再生のために使用されるスピーカシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的なマルチチャネルオーディオ再生システムは、左チャネル信号、左サラウンドチャネル信号、右チャネル信号、および右サラウンドチャネル信号を再生するために、サテライトスピーカを使用することがある。別個のセンタチャネルスピーカが、センタチャネル信号を再生するために使用されることがあり、別個のサブウーファが、低周波数、および存在するならばLFEチャネル信号を再生するために使用されることがある。典型的なマルチチャネルスピーカシステムでは、サテライトスピーカおよびセンタチャネルスピーカは各々、それら自身のチャネル信号を再生し、別のチャネル信号のいかなる部分も再生しない。左チャネルスピーカ、左サラウンドチャネルスピーカ、右チャネルスピーカ、右サラウンドチャネルスピーカ、およびセンタチャネルスピーカは、別個のサブウーファへ供給されることがある低周波数部分を除いて、左チャネル信号、左サラウンドチャネル信号、右チャネル信号、右サラウンドチャネル信号、およびセンタチャネル信号の周波数範囲全体をそれぞれ再生する。そのような構成は、左スピーカ、左サラウンドスピーカ、右スピーカ、および右サラウンドスピーカならびにセンタスピーカが、それらに提供される信号の全周波数範囲を効果的に再生するできるほど十分大きいことを必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願第14/643,216号
【特許文献２】米国特許出願第15/222,296号
【特許文献３】米国特許出願第15/221,906号
【特許文献４】米国特許第5,870,484号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以下で述べられるすべての例および特徴は、任意の技術的に可能な方法で組み合わされることが可能である。
【０００５】
一態様においては、マルチメディアシステムは、マルチメディアシステムの複数のメディア入力およびメディア出力を管理し、オーディオコンテンツを複数のオーディオデバイスに提供するように構成されるコンソールと、コンソールに結合される第1および第2の全方向性サテライトとを含み、各サテライトは、150立方センチメートル未満の全音響容積を規定する筐体を備える。第1のサテライトは、聴取エリアの第1の領域内に置くために、および第1の周波数範囲内の第1のチャネルからのオーディオ周波数を再生するように構成され、第1の周波数範囲は、第1のカットオフ周波数を上回る。第2のサテライトは、聴取エリアの第2の領域内に置くために、および第1の周波数範囲内の第2のチャネルからのオーディオ周波数を再生するように構成される。本システムは、コンソールに結合される中央スピーカアレイをさらに含む。中央スピーカアレイは、約350立方センチメートル未満の全音響容積を規定する筐体を備え、中央スピーカアレイは、第1のサテライトと第2のサテライトとの間に実質的に位置する聴取エリアの第3の領域内に置くために構成される。中央スピーカアレイは、第2の周波数範囲内の第1のチャネルおよび第2のチャネルからのオーディオ周波数を再生するように構成される複数のオーディオ変換器をさらに備え、第2の周波数範囲は、ほぼ第2のクロスオーバ周波数を上回り、かつ、ほぼ第1のクロスオーバ周波数範囲を下回る。中央スピーカアレイは、第2の周波数範囲内の第1のチャネル信号を中央スピーカアレイの概略位置の左に放射し、第2の周波数範囲内の第2のチャネル信号を中央スピーカアレイの概略位置の右に放射する。中央スピーカアレイは、第1の周波数範囲および第2の周波数範囲内の第3のチャネルからのオーディオ周波数を再生するようにさらに構成される。本システムは、ほぼ第2のクロスオーバ周波数を下回る第4の周波数範囲内のオーディオ信号を再生するためにコンソールに結合されるサブウーファなどの全方向性バスモジュールをさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】聴取室に位置するスピーカシステムを示す図である。
【図２】図1のスピーカシステムとともに使用される信号処理のブロック図である。
【図３Ａ】全方向性サテライトスピーカの一例の斜視図である。
【図３Ｂ】全方向性サテライトスピーカの一例の断面図である。
【図４Ａ】全方向性サテライトスピーカの一例の組み立てステップを示す図である。
【図４Ｂ】全方向性サテライトスピーカの一例の別の組み立てステップを示す図である。
【図４Ｃ】全方向性サテライトスピーカの一例の別の組み立てステップを示す図である。
【図４Ｄ】全方向性サテライトスピーカの一例の別の組み立てステップを示す図である。
【図４Ｅ】全方向性サテライトスピーカの一例の別の組み立てステップを示す図である。
【図４Ｆ】全方向性サテライトスピーカの一例の別の組み立てステップを示す図である。
【図５】全方向性サテライトスピーカの一例の断面図である。
【図６】全方向性サテライトスピーカの一例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図の要素は、ブロック図における個別の要素として図示され、説明される。これらは、アナログ回路構成またはデジタル回路構成のうちの1つまたは複数として実装されてもよい。代替的に、または付加的に、それらは、ソフトウェア命令を実行する1つまたは複数のマイクロプロセッサを用いて実装されてもよい。ソフトウェア命令は、デジタル信号処理命令を含むことができる。動作は、アナログ回路構成によってまたはアナログ動作の等価なことを行うソフトウェアを実行するマイクロプロセッサによって行われてもよい。信号ラインは、個別のアナログもしくはデジタル信号ラインとして、別個の信号を処理することができる適切な信号処理を有する個別のデジタル信号ラインとして、および/または無線通信システムの要素として実装されてもよい。
【０００８】
プロセスが、ブロック図において表されまたは暗示されるとき、ステップは、1つの要素または複数の要素によって行われてもよい。ステップは、一緒にまたは異なる時間に行われてもよい。活動を行う要素は、互いに物理的に同じもしくは近接してもよく、または物理的に別個であってもよい。1つの要素は、1つより多いブロックの行動を行ってもよい。オーディオ信号は、エンコードされてもよくまたはされなくてもよく、デジタルかまたはアナログ形式で伝送されてもよい。ブロックが現れる順序は、信号処理動作の最終結果が、同じままである限り、再配置することができる。従来のオーディオ信号処理装置および動作は、場合によっては図面から省略される。
【０００９】
図1は、スピーカシステム100が位置する部屋10を描写する。スピーカシステム100は、第1の対のサテライトスピーカ101および102と、第2の対のサテライトスピーカ105および106と、サブウーファ103(それはまた、全方向性バスモジュールと呼ばれることもある)と、中央スピーカアレイ104とから成る。図1のシステム100は、二対のサテライトスピーカおよび単一のサブウーファを有するとして描写されるが、より少ないもしくは追加のサテライトスピーカおよび追加のサブウーファを有するまたはサブウーファのないスピーカシステムもまた、可能であり、本明細書で熟考される。限定されない一例(図示されず)では、サテライトスピーカ105および106は、存在しない。
【００１０】
サテライトスピーカ(101、102、105および106)は、一例では全方向性である。すなわち、スピーカシステム100のサテライトスピーカは、それらの動作周波数範囲の少なくとも大部分にわたって、すべての方向においておよそ等しく音響エネルギーを放射する。限定されない一例では、参照により全体として本明細書に組み込まれる、2015年3月10日に出願された、「Acoustic Deflector for Omni-Directional Speaker System」と題された米国特許出願第14/643,216号に述べられるような、および参照により全体として本明細書に組み込まれる、2016年7月28日に出願された、「Acoustic Deflector for Omni-Directional Speaker System」と題された米国特許出願第15/222,296号、および参照により全体として本明細書に組み込まれる、2016年7月28日に出願された、「Omni-Directional Speaker System and Related Devices and Methods」と題された米国特許出願第15/221,906号に述べられるような全方向性サテライトスピーカが、システム100のサテライトスピーカとして使用される。サテライトスピーカ101、102、105、および106は、少なくとも400Hzから2kHzの周波数範囲において、より好ましくは400Hzから4kHzの周波数範囲において、なおより好ましくは400Hzから8kHzの周波数範囲において、エネルギーを全方向に放射する。いくつかの例では、8kHzを上回る放射もまた、もし望まれるならば全方向性であってもよい。
【００１１】
サテライトスピーカ101および102は、それらが、聴取者110の前に、およびそれぞれ左側および右側にあるように、部屋10の前部に位置して示される。サテライトスピーカ105および106は、それらが、聴取者110の後に、およびそれぞれ左側および右側にあるように、部屋10の後部に位置して示される。サテライトスピーカ105および106は、もし存在するならば、典型的にはサラウンド音響コンテンツを再生するために使用される。
【００１２】
サブウーファ103は、低周波数音響エネルギーを部屋10内に放射するために使用される。サブウーファ103は一般にまた、音響エネルギーを部屋10内に全方向に放射もするが、サブウーファ103についての全方向性放射は、必要とされない。一例では、サブウーファ103の動作の上側周波数範囲は一般に、およそ250Hzよりも高くないように制限される。限定されない一例では、サブウーファ103の上側カットオフ周波数は、225Hzであるように選択され、出力は、このカットオフ周波数を上回るとロールオフするように選択される。カットオフ周波数は、フィルタ処理されたスピーカ出力がミッドバンドのフィルタ処理されたスピーカ出力に対して3dBだけ減少した周波数として規定される(低域通過および高域通過応答について)。正確なカットオフ周波数は、いくつかの考察に基づいてロールオフの次数と併せてシステム設計者によって選択されてもよい。サブウーファに適用される信号をフィルタ処理するために使用されるクロスオーバネットワークにおいて適用される典型的な低域通過電気的(パッシブまたはアクティブ)フィルタは、80Hzから300Hzの間かそこらのどこかのカットオフ周波数を有してもよく、1次から8次(1オクターブロールオフ当たり1次数当たり-6dB)またはより高いどこかの次数を有してもよい。
【００１３】
フィルタ処理されるサブウーファ出力のカットオフ周波数の選択は、スピーカシステム要素の残り、ならびにスピーカシステム性能の様々な態様に影響を及ぼす。サブウーファによって放射されないエネルギーは、他のシステム要素によって放射されなければならない。サブウーファ低域通過応答について選択されるカットオフ周波数が低いほど、他のシステム要素(例えば、サテライトスピーカ101、102、および中央スピーカアレイ104)は、より低い周波数を放射する能力がなければならない。所定の最大システム出力レベルについて、一般に、もしサブウーファ出力のカットオフ周波数が、より低くされるならば、他のシステム要素は、サイズが増大しならなければならない。したがって、他のシステムコンポーネントを小さく保ちながら、有用なシステム出力を提供するために、設計者は、サブウーファのカットオフ周波数をより高くすることを選択するであろう。
【００１４】
もしサブウーファについてのカットオフ周波数が、あまりにも高い周波数に押し上げられるならば、しかしながら、サブウーファは、定位可能になる。すなわち、完全なシステムが動作しているとき、聴取者は、単に聴取することによって、サブウーファがどこに位置しているかをより容易に決定することができるであろう。聴取者がサブウーファについて定位させることができるということは、一般に望ましくない。部屋内で音を定位させるための人間の聴覚系の能力は、より低い周波数において低下するので、ほぼ225Hzを下回るようにサブウーファ103の動作を制限することは、それが定位可能になる見込みを低減する。
【００１５】
限定されない一例では、スピーカシステムの一部であるサテライトスピーカは、典型的なものよりもはるかに小さくされる。限定されない一例では、サテライトスピーカは、約200立方センチメートル未満の音響容積を有する。限定されない一例では、サテライトスピーカは、約150立方センチメートル未満の音響容積を有する。限定されない一例では、サテライトスピーカは、約112立方センチメートル未満の音響容積を有する。
【００１６】
エンクロージャの音響容積は、エンクロージャに取り付けられる電気音響変換器の動作による圧縮および希薄に利用できるエンクロージャ内に含有される空気の全容量である。圧縮できる空気を変位させ、したがって音響容積に寄与しない構造物が、エンクロージャの内部に位置することもあるので、音響容積は、エンクロージャの物理的容積と異なる可能性がある。例えば、電気音響変換器モータ構造の硬質部分は、エンクロージャに対して内側に位置し、いくらかの物理的スペースを取ることもあり、それ故にエンクロージャの音響容積を低減する。増幅器または他の電子機器などの他のコンポーネントが、エンクロージャ内に位置することもあり、音響容積をさらに低減する。この開示のために、および決定を容易にするために、音響容積は、エンクロージャの一部であってもよい任意のポートまたは導波管構造内に含有される空気容積を含む、音響エンクロージャ内に含有される空気の全容積を含むと規定される。
【００１７】
エンクロージャの音響容積を決定するために、どんな漏れ口または開口部も、密封すべきである。ポートおよび導波管については、ポートまたは導波管の遠端は、ポートまたは導波管内に含有される容積が、エンクロージャ容積の一部として含まれるように、密封すべきである。音響容積を測定するために、エンクロージャとともに使用される電気音響変換器の小信号共振周波数が、自由空気内に取り付けられた変換器を用いて最初に決定される。共振周波数の第2の測定が次いで、内部容積が正確に測定されている試験エンクロージャ内に取り付けられた変換器を用いてなされる。これらの2つの測定結果から、電気音響変換器の移動質量およびコンプライアンスが、決定可能である。この方法は、変換器パラメータを決定する追加コンプライアンス法として知られており、当技術分野においてよく知られている。変換器は、次いで試験エンクロージャから取り除かれ、知られていない音響容積の密封されたエンクロージャ(上で述べられたように密封された製品エンクロージャ)に取り付けられる。製品エンクロージャは、最終製品に存在することになる任意の物理的構造物(増幅器など)を含有するはずである。共振周波数の第3の測定が次いで、なされ、製品エンクロージャの音響容積は、第3の測定ならびに前に決定された電気音響変換器の知られている移動質量およびコンプライアンスから決定することができる。電気音響変換器の小信号パラメータを決定するためのいくつかのよく知られた方法があり、ここで提示されるもの以外の他の方法が、使用されてもよいことに留意すべきである。
【００１８】
より小さいスピーカは、所定のカットオフ周波数を上回る音を放射するように強いられる。高域通過フィルタ(各サテライトスピーカについて1つ)は、サテライトスピーカの出力を変更するために使用される。この例では、カットオフ周波数は、400Hzであるように選択される。サテライトスピーカ高域通過応答のカットオフ周波数は、サブウーファ出力低域通過応答のカットオフ周波数よりも高いように選択される。この例では、低域通過および高域通過スピーカ応答のカットオフ周波数は、およそ1オクターブ離れて間隔が空いている。しかしながら、カットオフ周波数のより広いまたはより狭い間隔もまた、本明細書で熟考される。限定されない一例では、間隔は、1オクターブの半分であるように選択される。別の限定されない例では、間隔は、2オクターブほどであるように選択される。
【００１９】
サブウーファ出力の低域通過応答およびサテライトスピーカ出力の高域通過応答のカットオフ周波数が、上で述べられたように分離されているとき、カットオフ周波数間に及ぶ周波数範囲においてスピーカシステムによって出力される音は、サブウーファ低域通過カットオフ周波数を下回り、かつ、サテライトスピーカ高域通過カットオフ周波数を上回るスピーカシステムから出力される音に対して減衰されることになる。これを説明するために、カットオフ周波数間の周波数範囲における音は、もしサテライトスピーカが、小さいままであるべきならば、サテライトスピーカ以外の、かつ、もしサブウーファが定位可能でないままであるべきならば、サブウーファでない、別のスピーカ要素によって再生される必要がある。
【００２０】
中央アレイ104は、部分的にはこの付加的スピーカとして機能する。それは、サテライトスピーカ101、102、105および106から分離しているので、サテライトスピーカは、小さいままであることができる。中央アレイ104は、サブウーファ103の低域通過カットオフ周波数とサテライトスピーカの高域通過カットオフ周波数との間に及ぶ周波数範囲において、左および左サラウンドチャネル信号を部屋10の左側に一方向に放射する(聴取者110の左の方に部屋10の壁に反射する)ように構成され、その結果、聴取者110は、あたかもそれらが部屋の左側に位置するスピーカ要素によって放射されているようにこれらの音を知覚するであろう。中央アレイ104はまた、低域通過サブウーファカットオフ周波数とサテライトスピーカの高域通過カットオフ周波数との間に及ぶ周波数範囲において、右および右サラウンドチャネル信号を部屋10の右側に一方向に放射する(聴取者110の右の方に部屋10の壁に反射する)ようにも構成され、その結果、聴取者110は、あたかもそれらが部屋の右側に位置するスピーカ要素によって放射されたようにこれらの音を知覚するであろう。
【００２１】
中央スピーカアレイ104は、音響エンクロージャ内に取り付けられる少なくとも一対のオーディオ変換器を含む。限定されない一例では、中央スピーカアレイ104は、より低い周波数範囲および中間の周波数範囲の音響エネルギーを放射するために使用される二対の電気音響変換器と、高周波数音響エネルギーを放射するために使用される別個の電気音響変換器とから成り、その場合音響エンクロージャは、約350立方センチメートルの全音響容積を有する。図1に描写される限定されない一例では、第1および第2の対の電気音響変換器は、第1および第2の密封されたバックエンクロージャ107および108に結合される。限定されない一例では、第1および第2の対の電気音響変換器は、低周波数再生に役立つために、第1および第2の音響導波管バックエンクロージャに結合され、各導波管バックエンクロージャは、互いに独立している。通気式でかつ密封されたエンクロージャなどの、他のバックエンクロージャ型もまた、本明細書で熟考される。任意の知られたバックエンクロージャ型が、電気音響変換器の対を装着するために使用されてもよい。
【００２２】
二対の変換器に提供される電気的オーディオ信号は、所望の放射パターンを達成するために、処理され、個々の変換器要素に提供される。中央スピーカアレイ104に適用される信号処理は、スピーカシステム100信号処理ブロック図が描写される図2に関して以下でより詳細に述べられる。中央スピーカアレイ104は、第1および第2の対の低/中間周波数変換器要素を有するとして描写されるが、追加の要素が、得られる放射パターンに追加の自由度を提供するために使用されてもよい。追加の変換器要素(例えば、5、6、7)が中央スピーカアレイに組み込まれているシステムが、本明細書で熟考される。
【００２３】
今から図2に向かうと、左、左サラウンド、右、右サラウンド、およびセンタチャネル信号処理、サテライトスピーカ101、102、105,106、サブウーファ103ならびに中央スピーカアレイ104を描写する図1のシステム100のブロック図が、提供される。図2は、5.1入力信号(左、左サラウンド、右、右サラウンド、センタおよびサブ(.1チャネル))が利用可能なシステムを示す。これらの信号は、マルチチャネルサラウンド音響システム(5.1マルチチャネルシステムなど)の一部として提供されてもよく、またはより少ない(典型的にはステレオ対の)入力チャネルから5.1チャネルを抽出するアップミキシングアルゴリズムから導かれてもよい。アップミキシングアルゴリズムは、当技術分野においてよく知られており、システムは、DTS、Dolby、SRSおよび同様のものなどの会社から利用可能な任意の知られたアップミキシングアルゴリズム(NEO6、Neural、Pro Logic、Pro Logic II、Circleサラウンド、その他)と連携することができる。
【００２４】
システム100は、次の通りに動作する。左入力150は、高域通過フィルタ111によってフィルタ処理され、増幅器115によって増幅され、左サテライトスピーカ101に提供される。左サラウンド入力151は、高域通過フィルタ112によってフィルタ処理され、増幅器116によって増幅され、左サラウンドサテライトスピーカ105に提供される。右入力152は、高域通過フィルタ113によってフィルタ処理され、増幅器117によって増幅され、右サテライトスピーカ102に提供される。右サラウンド入力153は、高域通過フィルタ114によってフィルタ処理され、増幅器118によって増幅され、右サラウンドサテライトスピーカ106に提供される。高域通過フィルタ111、112、113、および114は、同じカットオフ周波数(それは、図2の例では400Hzであるように選択される)を有するように選択されるが、しかしながら、これは、厳密に必要とはされない。例えば、設計者は、前部および後部サテライトスピーカの高域通過応答が、サブウーファ103の低域通過出力カットオフ周波数を上回るカットオフ周波数を有することを確実にしながら、サラウンドサテライトスピーカ105および106の出力カットオフ周波数を前部サテライトスピーカ101および102の出力カットオフ周波数よりも高いまたは低い周波数であるように選択することもあり得る。限定されない一例では、サラウンドサテライトスピーカ105および106のカットオフ周波数は、サブウーファ103出力カットオフ周波数を1.5オクターブ上回るように選択され、一方前部サテライトスピーカ101および102は、サブウーファ103カットオフ周波数を1オクターブだけ上回るそれらのカットオフ周波数を有するように選択される。これは、必要であれば、サラウンドサテライトスピーカを前部サテライトスピーカよりもさらに小さくすることを可能にする。
【００２５】
左入力150および左サラウンド入力151は、加算器119において一緒に加算される。加算器119の出力は、フィルタ121によって低域通過フィルタ処理される。フィルタ121の出力は、2つの経路に分けられる。第1の経路では、フィルタ121の出力は、高域通過フィルタ123に提供される。第2の経路では、フィルタ121からの第2の出力は、低域通過フィルタ125に提供される。フィルタ121のカットオフ周波数は典型的には、高域通過フィルタ111および112のカットオフ周波数に対して相補的であるように選択される。図2の例では、これらのカットオフ周波数は、400Hzであるように選択される。フィルタ123および125のカットオフ周波数もまた典型的には、互いに対して相補的であるように選択される。この例では、これらのカットオフ周波数は、225Hzであるように選択される。
【００２６】
右入力152および右サラウンド入力153は、加算器120において一緒に加算される。加算器120の出力は、フィルタ122によって低域通過フィルタ処理される。フィルタ122の出力は、2つの経路に分けられる。第1の経路では、フィルタ122の出力は、高域通過フィルタ124に提供される。第2の経路では、フィルタ122からの第2の出力は、低域通過フィルタ126に提供される。フィルタ122のカットオフ周波数は典型的には、高域通過フィルタ113および114のカットオフ周波数に対して相補的であるように選択される。図2の例では、これらのカットオフ周波数は、400Hzであるように選択される。フィルタ124および126のカットオフ周波数もまた典型的には、互いに対して相補的であるように選択される。この例では、これらのカットオフ周波数は、225Hzであるように選択される。
【００２７】
低域通過フィルタ125および126の出力は、加算器129に入力される。低周波数信号155(サラウンド音響システムにおけるLFE信号または低周波数スピーカに提供すべき別個のサブ信号)もまた、加算器129に入力される。センタチャネル信号154は、低域通過フィルタ160によってフィルタ処理され、このフィルタ処理されたセンタ信号もまた、加算器129への入力として提供される。加算器129の出力は、増幅器130によって増幅され、サブウーファ103に提供される。
【００２８】
センタチャネル信号154は高域通過フィルタ161によってフィルタ処理される。高域通過フィルタ161は、低域通過フィルタ160のカットオフ周波数に対して相補的であるカットオフ周波数を有するように選択される。図2の例では、低域通過フィルタ160および高域通過フィルタ161のカットオフ周波数は、225Hzであるように選択される。高域通過フィルタ161の出力は、2つの信号経路に分けられる。高域通過フィルタ161からの第1の出力は、高域通過フィルタ133に提供される。高域通過フィルタ133の出力は、増幅器137によって増幅され、高周波数電気音響変換器145に提供され、それは、中央スピーカアレイ104の一部である。高域通過フィルタ161からの第2の出力は、低域通過フィルタ132に提供される。高域通過フィルタ133および低域通過フィルタ132のカットオフ周波数は、互いに相補的であるように選択される。図2の例では、高域通過フィルタ133および低域通過フィルタ132のカットオフ周波数は、1500Hzであるように選択される。
【００２９】
低域通過フィルタ132から出力されるフィルタ処理されたセンタチャネル信号は、加算器134および135に同時に提供される。加算器134および135への追加の入力は、以下で述べられる。加算器134および135の出力は、増幅器136および138によってそれぞれ増幅される。増幅器136の出力は、電気音響変換器141および142に提供される。増幅器138の出力は、電気音響変換器143および144に提供される。電気音響変換器141、142、143、および144は、中央スピーカアレイ104の一部である。中央スピーカアレイ104は、225Hz(高域通過フィルタ161のカットオフ周波)を上回るセンタチャネル信号を出力し、その場合225Hzから1500Hzの信号は、電気音響変換器141、142、143、および144によって出力され、1500Hzを上回るセンタチャネル信号は、高周波数電気音響変換器145によって出力される。225Hzを下回るセンタチャネル信号は、サブウーファ103によって出力される。
【００３０】
加算器134および135への追加の入力は、左アレイ処理127および右アレイ処理128から提供され、次の通りに動作する。低域通過フィルタ121および高域通過フィルタ123は、左チャネル信号150および左サラウンドチャネル信号151の帯域通過フィルタ処理された組み合わせを左アレイ処理127に提供する。図2の例では、左チャネル信号150および左サラウンドチャネル信号151の組み合わせの225Hzから400Hzの間の周波数帯域は、左アレイ処理127に提供される。
【００３１】
低域通過フィルタ122および高域通過フィルタ124は、右チャネル信号152および右サラウンドチャネル信号153の帯域通過フィルタ処理された組み合わせを右アレイ処理128に提供する。図2の例では、右チャネル信号152および右サラウンドチャネル信号153の組み合わせの225Hzから400Hzの間の周波数帯域は、右アレイ処理128に提供される。
【００３２】
左アレイ処理127は、帯域通過フィルタ処理された左および左サラウンドチャネル入力信号を加算器134および135に提供すべき一対の出力信号に処理する。加算器134は、増幅器136を介して信号を電気音響変換器141および142に提供するので、左アレイ処理127の出力の片方は、電気音響変換器141および142に効果的に提供される。左アレイ処理127のもう一方の出力は、加算器135に提供される。加算器135は、増幅器138を介して信号を電気音響変換器143および144に提供するので、左アレイ処理127の出力の第2のものは、電気音響変換器143および144に効果的に提供される。
【００３３】
右アレイ処理128は、帯域通過フィルタ処理された右および右サラウンドチャネル入力信号を加算器134および135に提供すべき一対の出力信号に処理する。加算器134は、増幅器136を介して信号を電気音響変換器141および142に提供するので、右アレイ処理128の出力の片方は、電気音響変換器141および142に効果的に提供される。右アレイ処理128のもう一方の出力は、加算器135に提供される。加算器135は、増幅器138を介して信号を電気音響変換器143および144に提供するので、右アレイ処理128の出力の第2のものは、電気音響変換器143および144に効果的に提供される。
【００３４】
左アレイ処理ブロック127は、中央スピーカアレイ104の出力を中央スピーカアレイ104の左に放射させるために、変換器141、142、143、および144に適用すべき信号を生成する。すなわち、左アレイ処理127は、フィルタ処理され、組み合わされた左および左サラウンド信号(その場合フィルタリングは、本質的に帯域通過であり、高域通過フィルタ123のコーナー周波数と低域通過フィルタ121のコーナー周波数との間の周波数帯域を通り、それは、図2の例では、225Hzから400Hzの間の周波数帯域である)の放射を中央スピーカアレイ104の場所の左に導く。
【００３５】
右アレイ処理ブロック128は、中央スピーカアレイ104の出力を中央スピーカアレイ104の右に放射させるために、変換器141、142、143、および144に適用すべき信号を生成する。すなわち、右アレイ処理128は、フィルタ処理され、組み合わされた右および右サラウンド信号(その場合フィルタリングは、本質的に帯域通過であり、高域通過フィルタ124のコーナー周波数と低域通過フィルタ122のコーナー周波数との間の周波数帯域を通り、それは、図2の例では、225Hzから400Hzの間の周波数帯域である)の放射を中央スピーカアレイ104の場所の右に導く。中央スピーカアレイ104の右への右および右サラウンド帯域制限信号の放射は、中央スピーカアレイ104の左への左および左サラウンド帯域制限信号の放射と同時にすることができる。
【００３６】
いくつかの独立にアドレス可能な変換器要素から成るスピーカの放射される出力を導くためにアレイ処理を使用することは、当技術分野においてよく知られており、ここでは詳細に述べられないことになる。中央スピーカアレイ104は、変換器要素の2つの独立にアドレス可能な「グループ」を有する(第1のグループからの電気音響変換器141および142、ならびに第2のグループからの電気音響変換器143および144)。各グループに提供される信号の大きさおよび位相(ならびに/または時間遅延)を変えることによって、中央スピーカアレイ104の放射パターンは、制御することができる。必要であれば、中央アレイスピーカ104内の図2に示されるすべての電気音響変換器要素が独立にアドレス可能にされ得ることが理解されるべきである。より複雑なアレイ信号処理(2つの代わりに4つの別個の信号を形成する)、および2つの付加的増幅器チャネルの追加という代償を払うと、恩恵は、達成される方向性パターンについての制御が増加するであろう。独立に駆動される変換器要素が利用可能な場合が一対だけのときは、放射パターンは一般に、波長が要素間の間隔の2倍である周波数を下回る周波数について、一次の勾配パターンに制限される(その場合多くても放射パターン内に一対のヌルが生成される)。一次勾配放射パターンを形成するための方法は、よく知られており、例えば、参照により全体として本明細書に組み込まれる、1996年9月5日に出願された、「Loudspeaker Array with Signal Dependent Radiation Pattern」と題する、米国特許第5,870,484号に完全に述べられる。
【００３７】
スピーカシステム100におけるスピーカ要素の配置およびそれらが動作する周波数範囲は、システム定位性能を犠牲にすることなくサテライトスピーカを伝統的なものよりも実質的に小さくすることを可能にするように選択される。選択されるカットオフ周波数(それは、図2の例では225Hzであるが、しかし約150Hzから250Hzの間の領域内にあるように選択される任意のコーナー周波数を下回ることができる)を下回る周波数は、別個のサブウーファによって放射される。150Hzを下回る周波数が、選択されることもあり得るが、150Hzを下回るカットオフ周波数を選択することは、必然的に他のシステムコンポーネントのサイズを望ましいサイズを超えて増加させる。この選択されるカットオフ周波数を上回る最初の10倍は、この周波数範囲(約200Hzから約2kHzの)が、両耳間の位相キュー(それは、支配的な定位キューである)が定位の決定のために聴覚系によって使用される周波数範囲であるので、定位にとって重要である。スピーカシステム100は、この重要な定位周波数範囲の下側1または2オクターブだけを切り離し、左および右に位置するサテライトスピーカ(もしサラウンドサテライトスピーカもまた存在するならば、聴取者の前部および後部)の代わりに、中央スピーカアレイからそれらを放射する。左および右チャネル信号(およびもし存在するならば、左および右サラウンド信号)の下側1または2オクターブを中央アレイから外に聴取室の左側および右側にそれぞれ放射することだけによって、これらの信号が、重要な定位周波数範囲の残りを放射する聴取エリアの左側および右側に間隔をおいて配置されるサテライトスピーカからの出力と組み合わされるとき、中央アレイおよびサテライトからの組み合わされる出力は、あたかも完全な左および右信号が、左および右サテライトから放射されるかのように知覚される。中央アレイスピーカからの左チャネル、左サラウンドチャネル、右チャネル、および右サラウンドチャネル信号のより高い周波数部分の放射を回避することによって、左側または右側信号が中央アレイスピーカに定位されるという見込みは最小限にされる。
【００３８】
スピーカシステム100は、図2の電子機器および信号処理のいくつかまたはすべてを含有する別個のマルチメディアコンソールを含んでもよい。マルチメディアコンソールはまた、マルチメディアコンソールに接続し、およびマルチメディアコンソールから他のマルチメディアコンポーネント(TV、DVDプレーヤ、セットトップボックス、ゲームコンソールおよび同様のものなど)に接続するためのI/Oインターフェースを含有してもよい。マルチメディアコンソールはまた、他のコンポーネント(遠隔無線スピーカなど)へのまたは遠隔制御装置などの他のコンポーネント、およびMP3プレーヤ、スマートフォン、コンピュータもしくは同様のものからコマンドおよび/または通信データを受け入れるための無線インターフェースを含有してもよい。中央アレイスピーカ104、サテライトスピーカ101、102、105、および106、ならびにサブウーファ103のいくつかまたはすべては、マルチメディアコンソールに結合されてもよい。
【００３９】
代替的に、システム電子機器、I/Oおよび無線インターフェース(もし存在するならば)のいくつかまたはすべては、中央アレイスピーカ104のスピーカエンクロージャに含まれてもよい。サブウーファ103は、スピーカエンクロージャ内に取り付けられた低周波数電気音響変換器を含んでもよい。サブウーファは、中央アレイスピーカエンクロージャ内に含有される電子機器に結合されてもよい。サブウーファスピーカエンクロージャは、増幅器130などの、サブウーファと関連する電子機器を組み込んでもよい。システムコンポーネントの他の分割もまた、可能であり、システム100が、システムの様々な電子コンポーネントが位置してもよい場所を制限されないことを理解すべきである。
【００４０】
図3Aおよび図3Bは、全方向性スピーカシステムのための音響アセンブリ1000のそれぞれ斜視図および断面図である。アセンブリ1000は、図1および図2を参照して本明細書で述べられる、サテライトスピーカ101、102、105および106の1つまたは複数の限定されない例である。音響アセンブリは、一対の正反対に対向する音響サブアセンブリ1020a、1020b(まとめて1020と参照される)を含み、それらは、共通のデフレクタサブアセンブリ1040を介して一緒に結合される。音響サブアセンブリ1020の各々は、音響エンクロージャ1060a、1060b(まとめて1060と参照される)および音響ドライバ1080a、1080b(まとめて1080と参照される)を含む。
【００４１】
各音響エンクロージャ1060は、ベース1100a、1100b(まとめて1100と参照される)およびベースから反対側の開口端に延びる複数の側壁1120a、1120b(まとめて1120と参照される)を含む。関連する音響ドライバ1080は、ドライバの後部放射面が、音響エネルギーを音響エンクロージャ1060内に放射するように、および音響ドライバ1080の反対側の前部放射面から放射される音響エネルギーが、デフレクタサブアセンブリ1040に向かって伝搬するように、開口端に固定される。
【００４２】
デフレクタサブアセンブリ1040は、一対の正反対に対向する全方向性音響デフレクタ1140a、1140b(まとめて1140)を含む。音響デフレクタ1140の各々は、音響サブアセンブリ1020の対応する1つがそれに取り付けられる、4つの垂直脚1160を有する。音響サブアセンブリ1020は、それらのそれぞれの音響ドライバ1080の運動軸が、同軸であるように取り付けられる。
【００４３】
音響ドライバ1080によって発生される音響エネルギーは、デフレクタサブアセンブリ1040に向かって伝搬し、音響デフレクタ1140のそれぞれの実質的に円錐形の外面によって、名目上水平方向(すなわち、音響ドライバ1080の運動軸に実質的に垂直な方向)に偏向される。8つの実質的に長方形の開口部1200がある。各開口部1200は、音響サブアセンブリの1つ、デフレクタサブアセンブリ1040のベース1220、および一対の垂直脚1160によって規定される。これらの8つの開口部1200は、水平方向に伝搬する音響エネルギーを通す音響アパーチャである。所与の方向における音響エネルギーの伝搬は、例えば回折に起因して、伝搬する音響エネルギーの広がりを含むことを理解すべきである。
【００４４】
図3Bに示されるように、音響デフレクタ1140の各々は、名目上先端を切り取った円錐形を有する。他の例では、円錐のベースと頂点との間の円錐外面のそれぞれの傾斜は、一定ではない。例えば、音響デフレクタ1140の外面の片方または両方は、放物線状プロファイルまたは先端を切り取った回転双曲面によって記述されるプロファイルなどの非線形傾斜プロファイルを有してもよい。音響デフレクタ1140の本体は、任意の適当に音響的反射性の材料で作られてもよい。例えば、本体は、プラスチック、石材、金属、または他の剛体材料から形成されてもよい。
【００４５】
示される例では、全方向性音響デフレクタ1140の各々は、音響スペクトルの改善に寄与することもある2つの特徴を含む。第1に、音響的反射面に沿って配置される音響的吸収領域がある。図3Bに示されるように、これらの領域の各々は、音響的吸収材量1260が配置される、音響デフレクタ1140の対応する1つの先端を切り取った円錐の頂部において円錐軸上に中心がある、開口部1240a、1240b(まとめて1240)に配置される。この音響的吸収材料1260は、最低次の円形対称共振モードの近くまたはピークに存在するエネルギーを減衰させる。いくつかの実施では、開口部1240のそれぞれの直径は、音響スペクトルの平滑化の所望のレベルを達成しながら、音響ドライバ1080による音響エネルギーの結果として生じる減衰が、許容レベルに制限されるように選択される。
【００４６】
例示される実施では、音響的吸収材料1260は、発泡体(例えば、メラミン発泡体)である。特に、音響デフレクタ1140の本体は、共通の本体空洞1280(また音響チャンバとしても知られている)を一緒に形成し、それは、示される例では、発泡体が、開口部に隣接する、または開口部内に延びるように、単一容積の発泡体で満たされる。代替的に、本体空洞1280の一部分だけが、発泡体によって占有されるように、別個の発泡体要素が、各開口部に配置されてもよい。一実施では、中央開口部1240の各々に存在する発泡体は、本体空洞1280内に配置される円筒形状の発泡体要素の一端にある。場合によっては、発泡体要素は、所望の音響特性(例えば、所望の音響吸収率)を達成するために、過大なサイズにされ、音響デフレクタ1140の本体間で圧縮される。
【００４７】
本体空洞1280は、開口部1240と一緒に、ある音響モードを減衰させるためのヘルムホルツ共振器(すなわち、共用の、または二重のヘルムホルツ共振器)としての役割を果たす。2つの音響デフレクタ間の容積を組み合わせることによって、ヘルムホルツ共振器を働かせるエネルギーの捕獲の観点から連携すべきより多くの容積がある。共通の音響チャンバをそのように共用することは、デフレクタのそれぞれに個々に利用できる容積を効果的に増加させ、それによって音響モードを止めるための容積の量を増加させる。
【００４８】
音響スペクトルの改善に寄与することもある音響デフレクタ1140の第2の特徴は、名目上円錐形外面の周囲に沿って位置する、環状トラフとして示されるリセス1300a、1300b(まとめて1300としても知られている)の存在である。一例では、リセス1300はそれぞれ、共振モードの第二高調波のピークにおいて周囲に配置される。別の例では、リセス1300の片方または両方は、円錐のベース半径のおよそ半分である半径に配置されてもよい。
【００４９】
代替的にまたは付加的に、リセス1300は、音響ドライバの特徴と一致する/特徴に対応してもよい。すなわち、リセスは、全方向性音響デフレクタに対する音響ドライバの特徴の動き(例えば、音響ドライバのダイヤフラムの動き)を受け入れるために含まれてもよい。
【００５０】
図4Aから図4Fは、音響アセンブリ1000を含む全方向性スピーカシステムの段階的組み立てを例示する。図4Aから始めると、音響デフレクタ1140の本体は、その間に本体空洞1280(図3B)を規定するために、例えば溶接作業において、一緒にされる。いくつかの例では、熱板溶接手順は、デフレクタ本体を一緒に結合し、2つのデフレクタ本体間の接合部において本体空洞1280を音響的に密封する溶接シーム部1320(図3B)を形成するために用いられる。溶接シーム部1320は、熱板溶接作業中に加熱されるリブ(例えば、プラスチックリブ)によって形成されてもよい。音響的吸収材料1260(例えば、発泡体)の円筒状片は、完成したデフレクタサブアセンブリ1020に所望の音響吸収特性を提供するために、組み立て作業中に本体間に配置され、圧縮される。
【００５１】
図4Bは、第1の音響サブアセンブリ1020aの組み立てを例示する。電気配線2000の第1の端部は、第1の音響エンクロージャ1060a内のアパーチャ2020を通され、グロメット2040を介して、第1の音響ドライバ1080a上の端子(図示されず)に接続される。電気配線2000は、第1の音響ドライバ1080aを駆動するために電気信号を第1の音響ドライバ1080aに提供する。グロメット2040は、第1の音響エンクロージャ1060a内のアパーチャ2020が、最終組み立てにおいて音響的に密封されることを確実にするのに役立つ。
【００５２】
第1の音響ドライバ1080aは次いで、第1の音響ドライバ1080aの取り付けブラケット内の穴を通り抜け、第1の音響エンクロージャ1060aをネジ的に係合する一対の締め具2060を介して第1の音響エンクロージャ1060aに固定される。その点において、締め具2060は、第1の音響エンクロージャ1060a内の事前に形成されたネジ穴を係合してもよく、またはそれらは、それらが第1の音響エンクロージャ1060aを係合するにつれてネジ穴を形成してもよい。周囲のガスケット2080は、第1の音響ドライバ1080aと第1の音響エンクロージャ1060aとの間の接合部に音響的密封を提供するのを助けるために、第1の音響エンクロージャ1060aの開口端に提供される。第2の音響サブアセンブリ1020b(図3A)の組み立ては、第1の音響サブアセンブリ1020aのそれと実質的に同一であり、それ故に、簡潔さのために述べられない。
【００５３】
次に、図4Cを参照すると、デフレクタサブアセンブリ1040は、垂直脚1160の正反対に対向するものの第1の対内の穴を通り抜け、次いで第1の音響ドライバ1080aの取り付けブラケット内の穴を通り抜け、次いで第1の音響エンクロージャ1060aをネジ的に係合する一対の締め具2100を介して第1の音響サブアセンブリ1020aに固定される。その点において、締め具2100は、第1の音響エンクロージャ1060a内の事前に形成されたネジ穴を係合してもよく、またはそれらは、それらが第1の音響エンクロージャ1060aを係合するにつれてネジ穴を形成してもよい。これは、第1の音響サブアセンブリ1020aへのデフレクタサブアセンブリ1040の結合を完了し、第1の音響ドライバ1080aと第1の音響エンクロージャ1060aとの間の接合部における音響的密封を完了する。
【００５４】
図4Dを参照すると、いったんデフレクタサブアセンブリ1040が、第1の音響サブアセンブリ1020aに締結されると、第2の音響サブアセンブリ1020bは、第2の音響エンクロージャ1060b内の穴を通り抜け、次いで第2の音響ドライバ1080bの取り付けブラケット内の穴を通り抜け、次いで垂直脚1160の正反対に対向するものの第2の対をネジ的に係合する別の対の締め具2120(図示されず)を介してデフレクタサブアセンブリ1040に結合される。その点において、締め具2120は、垂直脚1160内の事前に形成されたネジ穴を係合してもよく、またはそれらは、それらが垂直脚1160を係合するにつれてネジ穴を形成してもよい。これは、デフレクタサブアセンブリ1040への第2の音響サブアセンブリ1020bの結合を完了し、第2の音響ドライバ1080bと第2の音響エンクロージャ1060bとの間の接合部における音響的密封を完了する。この仕方でデフレクタサブアセンブリ1040を通じて音響サブアセンブリ1020を結合することは、完成したアセンブリ内の目に見える締め具の必要性を取り除くのに役立つことができる。
【００５５】
図4Eを参照すると、音響ドライバのための電気配線2000の第2の自由端は、印刷配線基板(PWB2140)に付着され、それはまた、外部の電気的接続(例えば、オーディオ信号源(図示されず)への)を提供するために電気的コネクタ2160も支持する。PWB2140は、第2の音響エンクロージャ1060bのベース1100bに隣接して配置される。柔軟な部材2180(例えば、一片の発泡体)は、第2の音響エンクロージャ1060bのベース1100bとPWB2140との間に配置される。以下で述べられるように、柔軟な部材2180は、完成したアセンブリにおいて端部キャップ(品目2300b、図4F)に対してPWB2140にバイアスをかけるのに役立つ。
【００５６】
図4Fおよび図5を参照すると、震動吸収材料2200のバンドが、音響サブアセンブリ1020の各々の周りに巻き付けられ、次いで中空外部スリーブ2220が、音響アセンブリ1000を覆って滑らされる。スリーブ2220は、スリーブ2220の第1の開口端に形成された第1のリセス2240(図5)が、第1の音響エンクロージャ1060aのベース1100aの周りに形成された縁2260の上で止まるように、第2の音響サブアセンブリ1020bから第1の音響サブアセンブリ1020aに向かって音響アセンブリを覆って滑らされる。その点において、縁2260は、降下のためのハードストップとして使用されるだけであり、騒音防止のためのギャップがある。スリーブ2220は、プラスチックまたは金属(例えば、アルミニウム)などの剛体材料から形成されてもよく、音響ドライバ1080から放射され、デフレクタサブアセンブリ1040によって偏向される音響エネルギーの通過を可能にするために、音響アセンブリ1000内の開口部1200と一致する穿孔の領域2280を含む。振動吸収材料2200は、さもなければ全方向性スピーカシステム3000(図3)の動作中に音響アセンブリ1000およびスリーブ2220の相対運動によって引き起こされることもある騒音(望ましくない雑音)を抑制するのに役立つ。
【００５７】
最後に、第1および第2の端部キャップ2300a、2300bは、完成した外観を提供するために、スリーブ2220の第1および第2の開口端にそれぞれ配置される。その点において、第1の端部キャップ2300aは、第1の音響エンクロージャ1060aのベース1100aに結合され(例えば、感圧接着剤などの接着剤を介して)、第2の端部キャップ2300bは、スリーブ2220の第2の開口端におけるスリーブ2220および第2の音響エンクロージャ1060bに結合される(例えば、ホットメルトポリエチレンなどの接着剤を介して)。
【００５８】
第2の端部キャップ2300bは、電気的コネクタ2160の端子2340がそれを通り抜けることを可能にするためにアパーチャ2320を含む。上で述べられたように、柔軟な部材2180は、端子2340が、アパーチャ2320を通って十分な電気的接続を可能にするのに十分な距離を突き出すことを確実にするのを手伝うために、および騒音を防止するのに十分な事前負荷を有するように第2の端部キャップ2300bに対してPWB2140にバイアスをかける。
【００５９】
図6に示されるように、組み立てられた全方向性スピーカシステム3000は、スリーブの長さに沿ったシーム部がなく、かつ、目に見える機械的締め具のない滑らかな外観を有する。
【００６０】
上で述べられたシステムおよび方法の実施形態は、当業者には明らかであることになるコンピュータコンポーネントおよびコンピュータ実装ステップを含む。例えば、コンピュータ実装ステップが、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、フラッシュROM、不揮発性ROM、およびRAMなどのコンピュータ可読媒体上にコンピュータ実行可能命令として記憶されてもよいことは、当業者によって理解されるはずである。さらに、コンピュータ実行可能命令が、例えば、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ、ゲートアレイ、その他などの様々なプロセッサ上で実行されてもよいことは、当業者によって理解されるはずである。説明を容易にするために、上で述べられたシステムおよび方法のあらゆるステップまたは要素が、コンピュータシステムの一部として本明細書で述べられるとは限らず、当業者は、各ステップまたは要素が、対応するコンピュータシステムまたはソフトウェアコンポーネントを有してもよいことを認識することになる。そのようなコンピュータシステムおよび/またはソフトウェアコンポーネントは、したがって、それらの対応するステップまたは要素(すなわち、それらの機能性)を述べることによって可能にされ、本開示の範囲内である。
【００６１】
いくつかの実施が、述べられた。それにもかかわらず、追加の変更が、本明細書で述べられる発明概念の範囲から逸脱することなくなされてもよく、それに応じて、他の実施形態が、次に来る請求項の範囲内であることは、理解されるであろう。
【符号の説明】
【００６２】
10  部屋
100  スピーカシステム
101  第1の対のサテライトスピーカ
102  第1の対のサテライトスピーカ
103  サブウーファ
104  中央スピーカアレイ、中央アレイ、中央アレイスピーカ
105  第2の対のサテライトスピーカ
106  第2の対のサテライトスピーカ
107  第1の密封されたバックエンクロージャ
108  第2の密封されたバックエンクロージャ
110  聴取者
111  高域通過フィルタ
112  高域通過フィルタ
113  高域通過フィルタ
114  高域通過フィルタ
115  増幅器
116  増幅器
117  増幅器
118  増幅器
119  加算器
120  加算器
121  低域通過フィルタ
122  低域通過フィルタ
123  高域通過フィルタ
124  高域通過フィルタ
125  低域通過フィルタ
126  低域通過フィルタ
127  左アレイ処理、左アレイ処理ブロック
128  右アレイ処理、右アレイ処理ブロック
129  加算器
130  増幅器
132  低域通過フィルタ
133  高域通過フィルタ
134  加算器
135  加算器
136  増幅器
137  増幅器
138  増幅器
141  電気音響変換器
142  電気音響変換器
143  電気音響変換器
144  電気音響変換器
145  高周波数電気音響変換器
150  左入力、左チャネル信号
151  左サラウンド入力、左サラウンドチャネル信号
152  右入力、右チャネル信号
153  右サラウンド入力、右サラウンドチャネル信号
154  センタチャネル信号
155  低周波数信号
160  低域通過フィルタ
161  高域通過フィルタ
1000  音響アセンブリ
1020  音響サブアセンブリ
1020a  音響サブアセンブリ
1020b  音響サブアセンブリ
1040  デフレクタサブアセンブリ
1060  音響エンクロージャ
1060a  音響エンクロージャ
1060b  音響エンクロージャ
1080  音響ドライバ
1080a  音響ドライバ
1080b  音響ドライバ
1100  ベース
1100a  ベース
1100b  ベース
1120  側壁
1120a  側壁
1120b  側壁
1140  音響デフレクタ
1140a  音響デフレクタ
1140b  音響デフレクタ
1160  垂直脚
1200  開口部
1220  ベース
1240  開口部
1240a  開口部
1240b  開口部
1260  音響的吸収材料
1280  本体空洞
1300  リセス
1300a  リセス
1300b  リセス
1320  溶接シーム部
2000  電気配線
2020  アパーチャ
2040  グロメット
2060  締め具
2080  ガスケット
2100  締め具
2120  締め具
2140  印刷配線基板、PWB
2160  電気的コネクタ
2180  柔軟な部材
2200  振動吸収材料
2220  スリーブ
2240  第1のリセス
2260  縁
2280  穿孔の領域
2300a  第1の端部キャップ
2300b  第2の端部キャップ、品目
2320  アパーチャ
2340  端子
3000  スピーカシステム
【図１】
2019531649.tif 000003
【図２】
2019531649.tif 000004
【図３Ａ】
2019531649.tif 000005
【図３Ｂ】
2019531649.tif 000006
【図４Ａ】
2019531649.tif 000007
【図４Ｂ】
2019531649.tif 000008
【図４Ｃ】
2019531649.tif 000009
【図４Ｄ】
2019531649.tif 000010
【図４Ｅ】
2019531649.tif 000011
【図４Ｆ】
2019531649.tif 000012
【図５】
2019531649.tif 000013
【図６】
2019531649.tif 000014
【国際調査報告】
2019531649.tif 000015
2019531649.tif 000016